实际运行条件下高效硅太阳能电池的建模

开发了针对高效硅太阳能电池 (SCs) 光电转换效率 $\eta$ 温度依赖性的自洽模型。研究表明，由于温度升高导致的效率降低效应在表面复合速度较低的太阳能电池中较不明显，从而提供了提高电池性能的可能性。对实际环境条件下的高效硅太阳能电池的光电转换效率进行了建模。通过自洽求解光电流、光电压和能量平衡方程，并考虑辐射和对流冷却机制，确定了太阳能电池的工作温度。研究表明，即使在使用如 300 $W / (m^2 \cdot K)$ 这样极高的对流系数时，太阳能电池的温度仍显著高于环境温度。在此情况下，光电转换效率显著低于工作温度接近外部温度的热稳定太阳能电池的效率。此外，还研究了高质量硅太阳能电池在聚光照明下的开路电压和光电转换效率，包括电池加热与冷却过程之间的权衡。